Ceriooxid (iv) Struktur, Eigenschaften, verwendet

Er Ceriooxid (iv) U Zagisches Oxid ist ein blassweißer oder gelb anorganischer Feststoff, der durch die Oxidation des Ceriums (CE) durch Sauerstoff zu seiner Valencia 4 erzeugt wird+. Die chemische Formel des zagischen Oxids ist CEO₂ Und es ist das stabilste Oxid des Hügels.

Cerio (CE) ist ein Element der Lanthanid-Serie, die in der Gruppe der Lands-Ran enthalten ist. Natürliche Quelle dieses Oxids ist das Bastnasitenmineral. Im kommerziellen Konzentrat dieses Minerals der CEO₂ Es kann in einem ungefähren Anteil von bis zu 30% zu Gewicht gefunden werden.

Eine Probe von Ceriooxid (IV). Bild aufgenommen im August 2005 vom Benutzer: Walkerma. Pd-self Quelle: Wikipedia Commons

Der Geschäftsführer₂ Es kann leicht durch Erhitzen in Luft oder Sauerstoff aus Hügel (III), CE (OH) erhalten werden₃, oder ein Hügelsalz (III) wie Oxalat, Carbonat oder Nitrat.

Der Geschäftsführer₂ stöchiometrisch kann durch hohe Temperaturreaktion von Hügel (III) Oxid mit elementarem Sauerstoff erhalten werden. Sauerstoff muss übermäßig und genügend Zeit sein, um die Umwandlung der verschiedenen nicht-etsochiometrischen Phasen zu vervollständigen, die sich bilden.

Diese Phasen umfassen mehrfarbige Formel -CEO -Produkte_X (wobei x zwischen 1,5 und 2,0 variiert). Sie werden auch CEO genannt_2-x, wobei X einen Wert von bis zu 0,3 haben kann. Der Geschäftsführer₂ Es ist die am häufigsten verwendete EC -Form in der Branche. Es hat eine niedrige Toxizitätsklassifizierung, insbesondere wegen seiner schlechten Wasserlöslichkeit.

Bastnasiten -Mineralprobe. Rob Lavinsky, Irocks.com-c-by-sa-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] Quelle: Wikipedia Commons

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Struktur

Ceriooxid (iv) stöchiometrische Kristallisen im Fluoritentyp Cubic Network (Kaffee₂) mit 8 Ionen oder^2- In einer kubischen Struktur koordiniert mit 4 Ce -Ionen⁴⁺.

Kristalline Struktur von Hügeloxid (iv). Benjah-BMM27 [Public Domain] Quelle: Wikipedia Commons

Nomenklatur

- Ceriooxid (iv).

- Zagikaloxid.

- Cerio Dioxid.

- Ceria.

- Stöchiometrischer Hügel: Material, das vollständig vom CEO gebildet wurde₂.

- Nicht-echo-Ethical Cerio Oxid: Material, das durch gemischte Oxide des CEO gebildet wird₂ an den CEO_1.5

Eigenschaften

Körperlicher Status

Hellgelb fester. Farbe ist empfindlich gegenüber Stöchiometrie und das Vorhandensein anderer Lanthanide. Nicht -Hochiometrikoxide sind oft blau.

Mohs Härte

Ungefähr 6-6.1.

Molekulargewicht

172.12 g/mol.

Schmelzpunkt

2600 ºC ungefähr.

Dichte

7,132 g/cm³

Löslichkeit

Unlöslich in kaltem und heißem Wasser. Löslich in konzentrierter konzentrierter Schwefelsäure. Unlöslich in verdünnten Säuren.

Brechungsindex

2.2.

Andere Eigenschaften

Der Geschäftsführer₂ Es ist eine inerte Substanz, sie wird weder durch starke Säuren noch durch Alkalien angegriffen. Es kann jedoch durch Säuren in Gegenwart reduzierender Mittel wie Wasserstoffperoxid (H) gelöst werden₂ENTWEDER₂) oder Zinn (ii) unter anderem Cerio -Lösungen erzeugen (III).

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Präsentiert eine hohe thermische Stabilität. Unterzieht sich während der üblichen Heizintervalle keine kristallographischen Veränderungen.

Sein hydratisiertes Derivat (CEO₂.NH₂O) ist ein gelb und gallertartiger Niederschlag, der bei der Behandlung von Cerio -Lösungen (iv) mit Basen erhalten wird.

Der Geschäftsführer₂ Es wird vom Magen -Darm -Trakt schlecht absorbiert, so dass es keine toxischen Wirkungen hat.

Anwendungen

- In der metallurgischen Industrie

Der Geschäftsführer₂ Es wird in Elektroden bestimmter Schweißtechnologien verwendet, wie z. B. Wolframbogenschweißen mit Inertgas.

Das Oxid ist in der gesamten Wolframmatrix fein verteilt. Zu niedrigen Spannungen diese CEO -Partikel₂ Geben Sie nur eine größere Zuverlässigkeit als Wolfram.

- In der Glasbranche

Glaspolieren

Ceriooxid ist das effizienteste Poliermittel für die meisten kommerziellen Glaszusammensetzungen. Der Geschäftsführer₂ hat fast vollständig andere Polieroxide ersetzt, wie zum Beispiel der Glaube₂ENTWEDER₃, Kieselsäure und Zro₂, Aufgrund seiner höheren Poliergeschwindigkeit und Sauberkeit, die durch Erhöhen des Grads der Oxidreinheit zunimmt.

Gewerbliche Pulimentos für Glas basierend auf Ceriumoxidpulvern haben Partikelgrößen und kontrollierte Dispergierbarkeit in wässrigen Systemen definiert.

Der Glasspolierprozess erfordert Wasser und was entfernt oder Reform ist eine weichere hydratisierte Oberflächenschicht. Der Poliermittel muss eine MOHS -Härte von ungefähr 6,5 haben, nahe der Härte der meisten Glas.

Ceriooxid im Wasser enthält die CE (IV) / EC (III), die mit ihren Oxid-Reduktions-Reaktionen während des Bruchs des Glas-Silikat-Netzwerks chemische Unterstützung leisten können.

Der Geschäftsführer₂ Mit einem hohen Grad an Reinheit wird es zur Behandlung von Spiegeln, Fernsehgeräten, ophthalmologischen Linsen und präzises optischem Material verwendet.

Glasverfärbung

Der Geschäftsführer₂ Kann Soda-Cal-Glas für Flaschen, Krüge und dergleichen verfärben. Die CE (iv) oxidiert die Verunreinigungen des Glaubens (II), die eine grün-bläuliche Farbe verleihen (iii), die eine gelbe Farbe 10-mal schwächer verleiht.

Strahlenbeständiges Glas

Die Zugabe von 1% CEO₂ Zum Glas unterdrückt die Verfärbung oder Verdunkelung des Glas. Gleiches gilt für gebrauchte Fenster in heißen Zellen der Kernindustrie, da es die von den Gammastrahlen induzierte Entkollegen unterdrückt.

Es wird angenommen, dass der Unterdrückungsmechanismus von der Anwesenheit von CEIONs abhängt⁴⁺ und CE³⁺ Im Glasnetzwerk.

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Photoempfindliches Glas

Einige Glasformulierungen können latente Bilder entwickeln, die dann in eine dauerhafte Struktur oder Farbe umgewandelt werden können.

Diese Art von Glas enthält CEO₂ Das absorbiert UV -Strahlung und setzt Elektronen in der Glasmatrix frei.

Durch nachfolgende Behandlung wird das Wachstum von Kristallen anderer Verbindungen im Glas erzeugt, wodurch detaillierte Muster für elektronische oder dekorative Verwendungen erzeugt werden.

- In Emails

Für den CEO des hohen Brechungsindex₂ Es ist ein Opazitätsmittel in Emaillezusammensetzungen, die als Schutzbeschichtungen auf Metallen verwendet werden.

Seine hohe thermische Stabilität und seine einzigartige kristallographische Form während des gesamten Temperaturintervall.

In dieser Anwendung der CEO₂ Bietet die gewünschte weiße Abdeckung während des verbrannten Zahnschmelzes. Es ist die Zutat, die Deckkraft bietet.

- In Circonio Keramics

Circonium -Keramik ist ein thermischer Isolator und wird in Hochtemperaturanwendungen verwendet. Erfordert einen Additiv, einen hohen Widerstand und Hartnäckigkeit zu haben. CEO hinzufügen₂ Ein Zirkoniumoxid Ein Material mit außergewöhnlicher Hartnäckigkeit und guter Widerstand tritt auf.

CEO -dopiertes Zirchoxid₂ Es wird in Beschichtungen verwendet, um als thermische Barriere auf Metalloberflächen zu fungieren.

In den Teilen von Flugzeugmotoren schützen diese Beschichtungen beispielsweise vor den hohen Temperaturen, denen Metalle ausgesetzt würden.

Düsenmotor. Jeff Dahl, spanische Übersetzung von Xavigivax [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] Quelle: Wikipedia Commons

- In Katalysatoren für die Fahrzeugemissionskontrolle

Der Geschäftsführer₂ Es ist eine aktive Komponente bei der Entfernung von Schadstoffen aus Fahrzeugemissionen. Dies ist hauptsächlich auf die Fähigkeit zurückzuführen, Sauerstoff abhängig von den Bedingungen zu speichern oder freizusetzen, die ihn umgeben,.

Der Katalysator der Automobilfahrzeuge befindet sich zwischen dem Motor und der Ausgabe der Abgase. Es hat einen Katalysator, der nicht -Quemados -Kohlenwasserstoffe oxidieren muss, CO -to Co konvertieren₂, und Stickstoffoxide reduzieren, nein_X, ein₂ ICH₂.

Katalysator der Abgase aus dem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugfahrzeugs. Ahanix1989 bei English Wikipedia [Public Domain] Quelle: Wikipedia Commons

Neben Platin und anderen katalytischen Metallen ist die wichtigste aktive Komponente dieser multifunktionalen Systeme CEO₂.

Jeder katalytische Konverter enthält 50-100 g CEO₂ fein geteilt, was mehrere Funktionen erfüllt. Die wichtigsten sind:

Es wirkt als Stabilisator von Aluminiumoxid mit hoher Oberfläche

Aluminiumoxid mit hoher Oberfläche neigt zum Sinterar und verliert seine hohe Oberfläche während des Betriebs bei hohen Temperaturen. Dies wird durch das Vorhandensein von CEO verzögert₂.

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Es verhält sich als Sauerstoffspeicher-Librador

Für seine Fähigkeit, nicht East Perchiometric CEO zu bilden_2-x, Ceriumoxid (iv) liefert im Zeitraum des schlechten Sauerstoffzyklus/reich an Kraftstoff einen elementaren Sauerstoff aus seiner eigenen Struktur.

Daher kann die Oxidation von nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen, die aus dem Motor stammen, und die Umwandlung von CO kann fortgesetzt werden₂, Auch wenn Gasauerstoff nicht ausreicht.

Dann nimmt er in der Zeit des sauerstoffreichen Zyklus Sauerstoff auf und oxidiert erneut, wobei der CEO stöchiometrische Form wiedererlangt wird₂.

Andere

Es wirkt als unangemessen für die katalytische Kapazität des Rodens bei der Reduktion von Stickstoffoxiden nicht_X Stickstoff und Sauerstoff.

- Auf chemische Reaktionen

In den Prozessen des katalytischen Riskusses der Raffinerien der CEO₂ Es wirkt als katalytischer Oxidationsmittel, das bei der Umwandlung von SO hilft₂ Zu so₃ und fördert die Sulfatbildung in bestimmten Prozessfallen.

Der Geschäftsführer₂ Verbessert die Aktivität des Katalysators basierend auf Eisenoxid, der zur Erlangung der Dehnung von Ethylbenzol verwendet wird. Dies ist möglicherweise auf die positive Wechselwirkung zwischen Oxid -Reduktionspaaren (II) - Fe (III) und CE (III) - CE (IV) zurückzuführen.

- In biologischen und biomedizinischen Anwendungen

Es wurde festgestellt, dass CEO Nanopartikel₂ Sie wirken, indem sie freie Radikale wie Superoxid, Wasserstoff, Hydroxyl und radikales Stickoxid eliminieren.

Sie können biologische Gewebe vor strahlungsinduzierten Schäden, laserinduzierten Netzhautschäden schützen, den Lebensbereich von Photorezeptorzellen erhöhen, Spinalläsionen reduzieren, die chronische Entzündung reduzieren und die Angiogenese oder die Bildung von Blutgefäßen fördern.

Zusätzlich bestimmte Nanofasern, die CEO -Nanopartikel enthalten₂ Sie haben sich gegen bakterielle Stämme als toxisch erwiesen und sind vielversprechende Kandidaten für bakterizide Anwendungen.

- Andere Verwendungen

Der Geschäftsführer₂ Es ist ein elektrisches Isoliermaterial aufgrund seiner hervorragenden chemischen Stabilität, hohen relativen Zulage (es hat eine hohe Tendenz, vor der Anwendung eines elektrischen Feldes zu polarisieren) und kristallines Netzwerk ähnlich wie Silizium.

Hat eine Anwendung in Kondensator und Schichten der Polsterung von Supraleitermaterialien gefunden.

Es wird auch in Gassensoren, Materialien für Elektroden mit fester Oxid -Brennstoffzellen, Sauerstoffpumpen und Sauerstoffmonitore verwendet.

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